2021年11月3日，2020年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)在人民大會(huì)堂召開(kāi)?！?00萬(wàn)噸/年煤間接液化成套技術(shù)創(chuàng)新開(kāi)發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目被授予國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，這項(xiàng)飽含數(shù)代科學(xué)家心血的項(xiàng)目終于折下桂冠，獲得國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)。

2020年，我國(guó)原油消費(fèi)量同比增長(zhǎng)5.6%，原油對(duì)外依存度高達(dá)73.5%，同時(shí)，新增探明油氣地質(zhì)儲(chǔ)量降至近10年來(lái)最低點(diǎn)，我國(guó)油氣資源對(duì)外依存度不斷上升，保障能源安全成為當(dāng)務(wù)之急。全球單體規(guī)模最大的400萬(wàn)噸/年煤間接液化項(xiàng)目如何誕生？它經(jīng)過(guò)了哪些挫折？自主核心技術(shù)高溫漿態(tài)床費(fèi)托合成工藝與催化劑是如何攻克的？項(xiàng)目第二完成人中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所研究員、中科合成油技術(shù)有限公司總經(jīng)理、首席科學(xué)家李永旺組織領(lǐng)導(dǎo)并經(jīng)歷見(jiàn)證了二十多年煤制油技術(shù)創(chuàng)新開(kāi)發(fā)的全過(guò)程。

坎坷歷程，追逐“人造石油”夢(mèng)

油品安全事關(guān)國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，我國(guó)缺油少氣的現(xiàn)實(shí)無(wú)法改變，推進(jìn)大型煤間接液化成套技術(shù)開(kāi)發(fā)與工業(yè)化應(yīng)用，具有重大的戰(zhàn)略和現(xiàn)實(shí)意義。

2016年12月5日22時(shí)16分，神華寧煤400萬(wàn)噸/年煤制油工程Ⅰ系列油品合成裝置費(fèi)托合成反應(yīng)器開(kāi)始投料23時(shí)50分各項(xiàng)指標(biāo)分析合格，煤制油全流程打通。在距離德國(guó)科學(xué)家費(fèi)歇爾和托普森發(fā)現(xiàn)費(fèi)托合成反應(yīng)的近百年后，我國(guó)完全掌握了先進(jìn)的百萬(wàn)噸級(jí)煤炭間接液化工程的工業(yè)核心技術(shù)，成為全世界少數(shù)掌握該技術(shù)的國(guó)家之一。

起初，神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)公司年產(chǎn)400萬(wàn)噸煤制油項(xiàng)目決定采用中科合成油技術(shù)，而非煤化工巨頭南非沙索公司技術(shù)時(shí)，就震驚了國(guó)內(nèi)外煤化工領(lǐng)域?qū)＜?。中?guó)人掌握自己的命運(yùn)、建設(shè)中國(guó)自己的煤制油工業(yè)的大幕徐徐開(kāi)啟。

2011年第一期《中國(guó)煤化工》雜志發(fā)表評(píng)論稱：“十年來(lái)，中國(guó)人的素質(zhì)在提高，對(duì)外合作方式在轉(zhuǎn)變，技術(shù)水平在升級(jí)，而沙索卻低估了這些轉(zhuǎn)變的速度……至少在今天，沙索的技術(shù)并不是那么神秘和不可替代?！?/span>

艱辛的技術(shù)引進(jìn)談判戛然而止，待價(jià)而沽的沙索公司敗退，背后是煤制油的技術(shù)狂奔突進(jìn)。其實(shí)，這項(xiàng)發(fā)達(dá)國(guó)家無(wú)不渴求的關(guān)鍵技術(shù)，在我國(guó)曾經(jīng)多次遭受冷遇，險(xiǎn)些熄滅火種。

德國(guó)在第二次世界大戰(zhàn)期間因戰(zhàn)爭(zhēng)機(jī)器的需求，建造了9個(gè)費(fèi)托合成油廠，二戰(zhàn)結(jié)束后，由于石油工業(yè)的興起，煤制油裝置全部關(guān)閉。緊接著南非又異軍突起，上世紀(jì)50年，國(guó)際社會(huì)上對(duì)南非實(shí)行石油禁運(yùn)政策，南非被迫發(fā)展煤制油工業(yè)，在將近60多年的時(shí)間里，南非沙索公司成長(zhǎng)為世界最大的綜合性煤化工企業(yè)。在這一領(lǐng)域，技術(shù)真正決定了誰(shuí)是強(qiáng)者。

新中國(guó)成立后，煤制油技術(shù)更是曲折坎坷。1950年德國(guó)柏林工科大學(xué)歸來(lái)的趙宗燠博士接管了日軍引進(jìn)的德國(guó)常壓鈷基固定床費(fèi)托合成煤制油廠，當(dāng)年就恢復(fù)擴(kuò)建裝置，產(chǎn)量最高時(shí)達(dá)4.7萬(wàn)噸/年。同期的1953年中科院大連石油研究所在張大煜所長(zhǎng)組織下成立了中國(guó)科學(xué)院煤炭研究室，即中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所的前身，同時(shí)開(kāi)展了4500噸/年熔鐵催化劑流化床合成油試驗(yàn)。但就在這個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻，大慶油田的發(fā)現(xiàn)，讓中國(guó)放棄了對(duì)“人造石油”的追求。

1980年中國(guó)改革開(kāi)放開(kāi)始不久，伴隨而至的世界石油危機(jī)，加上我國(guó)很難再找到大慶油田這樣的新油田。富有遠(yuǎn)見(jiàn)的能源科學(xué)家們將眼光又落在了煤制油上，中科院山西煤炭化學(xué)研究所開(kāi)始在鮑漢琛和張碧江兩任所長(zhǎng)組織下，攻關(guān)煤炭間接液化的固定床兩段法合成汽油工藝技術(shù)，持續(xù)經(jīng)歷了十余年，于1993-1994年在山西晉城化肥廠完成了2000噸/年工業(yè)試驗(yàn)，產(chǎn)出了90號(hào)汽油產(chǎn)品，由于當(dāng)時(shí)油價(jià)低彌、經(jīng)費(fèi)短缺、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性等原因，試驗(yàn)隨后處于暫時(shí)停滯狀態(tài)。1997年冬天，李永旺被召回國(guó)。一回國(guó)，就被山西煤化所時(shí)任所長(zhǎng)鐘炳急切地召集到辦公室，“所有參加煤制油攻關(guān)的課題組都處于解散的邊緣，你回來(lái)負(fù)責(zé)煤制油技術(shù)開(kāi)發(fā)，人員隨你調(diào)，隊(duì)伍不能散?！崩钣劳挥傻氐刮艘豢跉?。

李永旺首先把與合成油相關(guān)的五個(gè)課題組整合在一起，并決定對(duì)合成工藝的主攻方向?qū)嵭兄卮筠D(zhuǎn)變，由原來(lái)的固定床費(fèi)托合成油工藝改變?yōu)楦鼮橄冗M(jìn)的漿態(tài)床費(fèi)托合成油工藝。任務(wù)掉頭，困難加倍。

李永旺和部分研究團(tuán)隊(duì)。山西煤化所供圖

高溫漿態(tài)床合成油反應(yīng)器工業(yè)裝置。山西煤化所供圖

李永旺將市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)同國(guó)際上的先進(jìn)的獎(jiǎng)勵(lì)制度結(jié)合起來(lái)，研究出一套新型的激勵(lì)制度。從最初的三五個(gè)人到后來(lái)的1000多人，李永旺的團(tuán)隊(duì)就像一塊巨大的磁鐵，不斷將科研行業(yè)精英吸到身邊。2008年初，科技團(tuán)隊(duì)通過(guò)借貸方式投資擁有了公司部分股份，解決了科技人員的吸引、穩(wěn)定和長(zhǎng)期激勵(lì)等問(wèn)題。

股權(quán)社會(huì)化就像化學(xué)反應(yīng)中的催化劑，加快了科研成果轉(zhuǎn)化的反應(yīng)速度，為煤制油示范廠建設(shè)運(yùn)行插上了騰飛的翅膀。

步步為營(yíng)，百年夢(mèng)終成現(xiàn)實(shí)

回國(guó)不到十年，李永旺已經(jīng)按照與導(dǎo)師的約定將煤制油技術(shù)往工業(yè)應(yīng)用方面推進(jìn)了一大步。

2009年，春寒乍暖的內(nèi)蒙古鄂爾多斯草原上，我國(guó)第一個(gè)16萬(wàn)噸/年煤炭間接液化示范裝置試車(chē)成功，烏黑的煤炭化作清澈的柴油噴涌而出，中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所李永旺研究員與伊泰集團(tuán)董事長(zhǎng)張雙旺緊緊擁抱在一起。2011年開(kāi)始建設(shè)世界單套最大規(guī)模的400萬(wàn)噸/年煤制油商業(yè)示范裝置，2016年建成并實(shí)現(xiàn)了一次性開(kāi)車(chē)成功，2017年又相繼建成投產(chǎn)了內(nèi)蒙古伊泰杭錦旗120萬(wàn)噸/年和山西潞安100萬(wàn)噸/年的兩個(gè)百萬(wàn)噸煤制油裝置……

隨著工廠規(guī)模越來(lái)越大，李永旺團(tuán)隊(duì)的關(guān)注點(diǎn)也發(fā)生了變化，“我們技術(shù)基本上成熟了，下一步就是向著大型綜合一體化、產(chǎn)品多元化高值化方向發(fā)展，裝置規(guī)模向500萬(wàn)噸級(jí)或1000萬(wàn)噸級(jí)的綜合一體化方向發(fā)展，加快技術(shù)升級(jí)步伐，形成柴油—汽油—航油—潤(rùn)滑油—化學(xué)品聯(lián)產(chǎn)成套新技術(shù)，爭(zhēng)取2025年煤基合成油替代石油能力達(dá)到2000萬(wàn)噸以上”。

煤基合成油產(chǎn)品。山西煤化所供圖